DE19740564A1 - Torsionserfassungsvorrichtung für eine Kraftübertragungswelle und eine Kraftübertragungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsvorrichtung, die eine Kraftübertragungswelle zum Übertragen einer Kraft einer An­ triebsquelle zu einer angetriebenen Vorrichtung, wie zum Bei­ spiel eine Walzenrichtmaschine, die eine Oberflächenglättungs­ vorrichtung für einen gewalzten Streifen ist, aufweist, und ebenfalls eine Vorrichtung zum Erfassen einer Torsion der Kraft­ übertragungswelle.

Eine Walzenrichtmaschine weist einen oberen und einen unteren Satz von Arbeitswalzen auf, die dazwischen eine Durchgangsbahn definieren, entlang der ein gewalzter Streifen durchgeführt wird. Jede Arbeitswalze des oberen und unteren Arbeitswalzen­ satzes empfängt eine Drehkraft von einem Motor, der außerhalb der Walzenrichtmaschine angeordnet ist und als eine Antriebs­ quelle dient, über einen Kraftverteilungsgetriebemechanismus oder ähnlichem, der mit dem Motor verbunden ist, und wird um ihre axiale Achse gedreht. Die Drehkraft der Antriebsquelle wird zu jeder Arbeitswalze über eine Kraftübertragungsvorrichtung übertragen, die zwischen dem Kraftverteilungsgetriebemechanismus und jeder Arbeitswalze vorgesehen ist. Der Streifen empfängt die Drehkraft der Arbeitswalzen und wird entlang der Durchgangsbahn bewegt und während der Bewegung empfängt er eine nach unten drückende Kraft, die von dem oberen Arbeitswalzensatz zu dem un­ teren Arbeitswalzensatz wirkt, so daß jede Verformung der Ober­ flächen davon entfernt wird, so daß die Oberflächen des Strei­ fens flach gemacht werden.

Die der Anmelderin bekannte Kraftübertragungsvorrichtung, die oben erwähnt wurde, weist eine Kraftübertragungswelle mit einem Paar von Universalgelenken, die an gegenüberliegenden Enden da­ von vorgesehen sind, auf. Die Universalgelenke der Kraftübertra­ gungswellen sind mit entsprechenden Antriebswellen des Kraftver­ teilungsgetriebemechanismus und entsprechenden Walzen der Ar­ beitswalzen verbunden.

Die Größe der nach unten drückenden Kraft, die auf den Streifen in der Durchgangsbahn wirkt, wird unter Berücksichtigung der Dicke des Streifens, einer Verformungsposition von jeder Ober­ fläche, einem Grad der Verformungsgröße und einigen anderen Pa­ rametern eingestellt. Während des Glättungsbetriebes für den Streifen erhöht sich jedoch der Kontaktdruck zwischen einer der Arbeitswalzen und dem Streifen manchmal anomal zu einer solchen Größe, daß eines der Universalgelenke, das mit der Arbeitswalze verbunden ist, durch eine übermäßige Last, die höher ist als ein entworfenes zulässiges Drehmomentniveau, betrieben und gebrochen wird.

Eine mögliche Gegenmaßnahme zum Verhindern eines solchen Bruches ist zum Beispiel die Verwendung eines Universalgelenkes einer großen Größe. Ein Abstand zwischen den Kraftübertragungswellen, die sich von dem entsprechenden Arbeitswalzensatz erstrecken, ist jedoch so kurz, daß es aktuell schwierig ist, ein Universal­ gelenk einer großen Größe als das Universalgelenk, das mit den Arbeitswalzen verbunden werden soll, zu verwenden.

Daher wird eine andere Gegenmaßnahme, zum Beispiel in der japanischen Gebrauchsmusterregistrierung Nr. 3 006 598, vorge­ schlagen, bei der ein Abschnitt einer Kraftübertragungswelle, die mit einem Universalgelenk an der Antriebsseite verbunden ist, aus einem Paar von gegenseitig passenden Teilen gebildet ist und eine Mehrzahl von Stiften derart vorgesehen sind, daß sie sich in axialer Richtung davon durch die zwei Teile er­ strecken. Mit der gerade beschriebenen Gegenmaßnahme werden, wenn ein Drehmoment eines übermäßig hohen Pegels an der Kraft­ übertragungswelle angreift, dann die Stifte derart gebrochen, daß die Verbindung zwischen den zwei Teilen der Kraftübertra­ gungswelle unterbrochen wird. Als Ergebnis wird das Universalge­ lenk nicht der zu großen Last ausgesetzt und ein Bruch davon wird verhindert.

Die Gegenmaßnahme weist jedoch die Schwierigkeit auf, daß, wenn die Kraftübertragungswelle von ihrer Beschränkung freigelassen ist und gedreht wird, der Abschnitt der Kraftübertragungswelle herumschwingt und einige andere Elemente, wie zum Beispiel an­ dere Kraftübertragungswellen oder einen Druckölrohrmechanismus, bricht, und daß zum Reparieren solcher gebrochenen Elemente nicht verhindert werden kann, daß der Betrieb der Walzenrichtma­ schine für eine lange Zeit gestoppt wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftübertra­ gungsvorrichtung vorzusehen, bei der ein Universalgelenk einer Kraftübertragungswelle, die durch die Drehkraft gedreht wird, davor geschützt wird, daß es aufgrund einer Überlast gebrochen wird, und eine Torsionserfassungsvorrichtung zur Verwendung mit der Kraftübertragungsvorrichtung vorzusehen, die eine Torsion der Kraftübertragungswelle erfaßt.

Die Aufgabe wird durch die Kraftübertragungsvorrichtung des An­ spruches 1 oder die Torsionserfassungsvorrichtung des Anspruches 2 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange­ geben.

Entsprechend einem Aspekt ist eine Kraftübertragungsvorrichtung vorgesehen. Die Kraftübertragungsvorrichtung weist eine Kraft­ übertragungswelle mit einem Paar von Universal- bzw. Kreuzgelen­ ken, die an den entgegengesetzten Enden davon vorgesehen sind, und eine Torsionserfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Tor­ sion der Kraftübertragungswelle auf. Die Torsionserfassungsvor­ richtung weist ein Paar von drehbaren Teilen, die an der Kraft­ übertragungswelle montiert sind, zum Drehen zusammen mit der Kraftübertragungswelle und eine Meßeinrichtung oder Erfassungs­ einrichtung auf. Die drehbaren Teile weisen zumindest ein Paar von gegenüberliegenden Abschnitten, die einander in einer räum­ lichen Beziehung um die Kraftübertragungswelle herum gegenüber­ liegen, auf. Die Erfassungseinrichtung weist einen Sensor, der an einem der gegenüberliegenden Abschnitte der drehbaren Teile montiert ist, zum Erfassen einer Annäherung des anderen der ge­ genüberliegenden Abschnitte zu dem einen gegenüberliegenden Ab­ schnitt auf.

Wo die Kraftübertragungsvorrichtung bei einer Walzenrichtma­ schine oder einem Walzwerk angewendet ist, ist eines der Univer­ salgelenke mit einer Antriebsquelle verbunden und das andere Universalgelenk ist mit einer Arbeitswalze der Walzenrichtma­ schine oder des Walzwerkes verbunden.

Entsprechend einem anderen Aspekt ist eine Torsionserfassungs­ vorrichtung zum Erfassen einer Torsion einer Kraftübertragungs­ welle, die ein Paar von Universalgelenken, die an den gegenüber­ liegenden Enden davon vorgesehen sind, aufweist, mit einem Paar von drehbaren Teilen, die an der Kraftübertragungswelle montiert sind, zum Drehen zusammen mit der Kraftübertragungswelle und einer Erfassungseinrichtung vorgesehen. Die drehbaren Teile wei­ sen zumindest ein Paar von gegenüberliegenden Abschnitten auf, die einander in einer räumlichen Beziehung um die Kraftübertra­ gungswelle herum gegenüberliegen. Die Erfassungseinrichtung weist einen Sensor, der an einem der gegenüberliegenden Teile der drehbaren Teile montiert ist, zum Erfassen einer Annäherung des anderen gegenüberliegenden Teiles zu dem einen gegenüberliegen­ den Teil auf.

Die Torsionserfassungsvorrichtung kann so konstruiert sein, daß die drehbaren Teile aus Rohren, die koaxial die Kraftübertra­ gungswelle umgeben, gebildet sind und die gegenüberliegenden Ab­ schnitte sind an Endabschnitten der Rohre vorgesehen, oder daß jedes der drehbaren Teile aus einem Rohr, das koaxial die Kraft­ übertragungswelle umgibt, und ein Plattenteil, das sich in einer radialen Richtung von dem Rohr erstreckt, gebildet ist und die gegenüberliegenden Abschnitte an den Endabschnitten der Platten­ teile vorgesehen sind. Oder die drehbaren Teile können eine Mehrzahl von Sätze von gegenüberliegenden Abschnitten aufweisen, die in jedem Satz voneinander um verschiedene Abstände angeord­ net sind.

Oder andererseits kann die Torsionserfassungsvorrichtung so kon­ struiert sein, daß der Sensor ein Grenzschalter ist, und die Er­ fassungseinrichtung weist weiter ein Paar von Schleifringen, die an einem oder in der Nähe eines Endabschnittes der Kraftübertra­ gungswelle montiert sind und die elektrisch mit dem Grenzschal­ ter verbunden sind, zum Drehen zusammen mit der Kraftüber­ tragungswelle und eine Versorgungsbürste und eine Abnehmerbür­ ste, die individuell in Kontakt mit dem Schleifring gehalten werden, auf.

Bei der Kraftübertragungsvorrichtung und der Torsionserfassungs­ vorrichtung, die oben beschrieben wurden, wird eine Drehkraft an die Kraftübertragungswelle von der Antriebsquelle, die einen Mo­ tor enthalten kann, über eines der Universalgelenke angelegt und dann wird die Drehkraft von der Kraftübertragungsvorrichtung zu einem angetriebenen Teil, das eine Arbeitswalze einer Walzen­ richtmaschine sein kann, über das andere Universalgelenk über­ tragen. Darauf wird eine Torsion bzw. Verdrehung in der Kraft­ übertragungswelle erzeugt. Die Torsion an dem Antriebsseiten­ endabschnitt der Kraftübertragungswelle verursacht eine Drehbe­ wegung eines der drehbaren Teile, das an dem Antriebsseiten­ endabschnitt der Kraftübertragungswelle montiert ist, und die Torsion des Endabschnittes der angetriebenen Seite der Übertra­ gungswelle verursacht eine andere Drehbewegung des anderen dreh­ baren Teiles. Die Größe der Torsion der Kraftübertragungswelle ist größer an dem Endabschnitt der angetriebenen Seite als an dem Antriebsseitenendabschnitt. Folglich nähert sich der gegen­ überliegende Abschnitt des oben erwähnten anderen drehbaren Tei­ les relativ zu dem gegenüberliegenden Abschnitt des einen dreh­ baren Teiles und die relative Annäherung der zwei gegenüberlie­ genden Abschnitte wird durch den Sensor erfaßt. Wenn der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Abschnitten der zwei drehbaren Teile auf eine Größe eingestellt ist, die einer Torsionsgröße der Kraftübertragungswelle entsprechend einem maximalen Last­ drehmoment, das das Universalgelenk der angetriebenen Seite aus­ halten kann, entspricht, dann kann folglich durch Erfassen der relativen Annäherung der zwei gegenüberliegenden Abschnitte durch den Sensor der Betrieb der Walzenrichtmaschine derart ge­ stoppt werden, daß ein anderenfalls möglicher Bruch oder Schaden des Universalgelenkes verhindert werden kann.

Wo die drehbaren Teile von Rohren, die koaxial die Kraftübertra­ gungswelle umgeben, gebildet sind, stellen sie eine relativ kleine Ablenkung beim Drehen der Kraftübertragungswelle dar und außerdem ist das Verhältnis, das sie in einem Raum um die Kraft­ übertragungswelle belegen, vergleichsweise gering. Daher ist die Anwendung von Rohren vorteilhaft, wo eine Mehrzahl von Kraft­ übertragungswellen in einer räumlichen Beziehung mit einem rela­ tiv kleinen Abstand voneinander angeordnet sind.

Wo jedes der drehbaren Teile aus einem Rohr, das die Kraftüber­ tragungswelle koaxial umgibt, und einem Plattenteil, das sich in einer radialen Richtung von dem Rohr erstreckt, gebildet ist, und die gegenüberliegenden Abschnitte an den Endabschnitten der Plattenteile vorgesehen sind, können die gegenüberliegenden Ab­ schnitte auf einem Kreis mit einem größeren Durchmesser als der der Kraftübertragungswelle angeordnet werden. Hier wird eine Torsionsgröße der Kraftübertragungswelle auf einem Kreis des vergleichsweisen kleinen Durchmessers als eine Drehgröße des ge­ genüberliegenden Abschnittes einer ausgedehnten oder verstärkten Größe ausgegeben. Folglich kann eine Torsionsgröße oder ein Tor­ sionswinkel der Kraftübertragungswelle leicht mit einem ver­ gleichsweisen hohen Genauigkeitsgrad erfaßt werden.

Wo die drehbaren Teile eine Mehrzahl von Sätzen von gegenüber­ liegenden Abschnitten, die voneinander durch verschiedene Ab­ stände zwischen den Sätzen angeordnet sind, aufweisen, kann das Drehmoment des Universalgelenkes auf der angetriebenen Seite bis zu einem Grenzlastdrehmomentpegel des Universalgelenkes schritt­ weise erfaßt werden. Für einen Sensor in diesem Fall kann ein Grenzschalter, ein Mikroschalter, ein Näherungsschalter oder ein anderer Schalter verwendet werden.

Ein Einbetrieb des Sensors, für den ein Schalter verwendet wird, kann mittels eines Paares von Schleifringen, die an einem oder in der Nähe eines Endabschnittes der Kraftübertragungswelle mon­ tiert sind und die elektrisch mit dem Schalter verbunden sind, zum Drehen mit der Kraftübertragungswelle und mittels einer Stromzuführbürste und einer Abnehmerbürste, die einzeln in Kon­ takt mit den Schleifringen gehalten werden, ausgegeben werden.

Wo die Torsionserfassungsvorrichtung für eine Kraftübertragungs­ welle oder die Kraftübertragungsvorrichtung auf eine Walzen­ richtmaschine oder ein Walzwerk angewendet wird, kann die Wal­ zenrichtmaschine oder das Walzwerk unter einem Drehmoment eines maximalen Lastdrehmomentpegels, der für das Universalgelenk er­ laubt ist, betrieben werden. Folglich kann in der Walzenrichtma­ schine eine maximale nach unten drückende Kraft auf einen Strei­ fen als ein zu glättendes Material, das entlang einer Durchgangsbahn zwischen dem oberen und unteren Arbeitswalzensatz durchgeführt wird, angewendet werden und folglich kann der Streifen mit einer maximal möglichen plastischen Verformungsrate geglättet werden.

Weiterhin werden in Abhängigkeit der Walzenrichtmaschine zwei oder drei Arbeitswalzen, die einen Eingang der Durchgangsbahn definieren, nicht derart angetrieben, daß sie sich drehen, son­ dern die verbleibenden Arbeitswalzen, beginnend mit der vierten Arbeitswalze, werden derart angetrieben, daß sie sich drehen. In diesem Fall wird die gesamte Kraft der Antriebsquelle auf die verbleibenden Arbeitswalzen angewendet. Ebenfalls in dieser An­ ordnung kann das zulässige maximale Drehmoment, das an das Uni­ versalgelenk angewendet wird, erfaßt werden. Folglich kann der Streifenglättungsbetrieb ohne Sorge eines Schadens oder Bruches des Universalgelenkes, der von einem Drehmoment eines übermäßig hohen Lastdrehmomentpegels bedingt ist, durchgeführt werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Teiles einer Walzenrichtmaschine und eines Antriebsmechanismus der Walzenrichtmaschine,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht der Kraftüber­ tragungsvorrichtung,

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung, die ein Teil der Kraftübertragungsvorrichtung zeigt, und

Fig. 4 eine Teilquerschnittsansicht, die einen Endabschnitt einer Kraftübertragungswelle und einen Endabschnitt eines drehbaren Teiles, das an dem Endabschnitt der Kraftübertragungswelle befestigt ist, zeigt.

Mit Bezug zuerst zu Fig. 1 ist ein Antriebsmechanismus 12 einer Walzenrichtmaschine 10 gezeigt.

Die Walzenrichtmaschine 10 weist ein Paar von einem unteren und einem oberen Arbeitswalzensatz 16 und 18, die in einem Zick­ zack-Muster derart angeordnet sind, daß sie dazwischen eine Durchführungsbahn definieren, entlang der ein Plattenmaterial oder ein Streifen 14, wie zum Beispiel eine gewalzte Stahl­ platte, durchgeführt wird, auf. Der untere Arbeitswalzensatz 18 weist eine Mehrzahl von Arbeitswalzen 22 auf, die an einem Rah­ men (nicht gezeigt) zum individuellen Drehen um ihre jeweilige axiale Achse, parallel zueinander gehalten sind. Der obere Ar­ beitswalzensatz 16 weist eine Mehrzahl von Arbeitswalzen 20 auf, die an einem anderen Rahmen (nicht gezeigt) zum individuellen Drehen um ihre jeweilige axiale Achse parallel zueinander gehal­ ten sind. Der als zweites genannte Rahmen, der den oberen Ar­ beitswalzensatz 16 trägt, ist zum Nachobenbewegen und Nachunten­ bewegen auf dem zuerst genannten Rahmen, an dem der untere Ar­ beitswalzensatz 18 getragen ist, getragen, so daß der obere Ar­ beitswalzensatz 16 eine Druckkraft nach unten zu dem Streifen 14 auf den Arbeitswalzensatz 18 ausüben kann.

Die Arbeitswalzen 20 und 22 der Arbeitswalzensätze 16 und 18, die eine Kraft des Antriebsmechanismus 12 empfangen, sind derart angetrieben, daß sie um ihre einzelnen axialen Achsen derart ge­ dreht werden, daß sie eine Führungskraft auf den Streifen 14 in der Durchführungsbahn vorsehen.

Während der Streifen 14 entlang der Durchführungsbahn durchge­ führt wird und in der durch einen Pfeil 23 angezeigten Richtung bewegt wird, wird er wiederholt entlang den Arbeitswalzen 20 und 22 unter der nach unten drückenden Kraft des oberen Arbeitswal­ zensatzes 16 gebogen. Aufgrund dem wiederholten Biegen durch die Arbeitswalzen werden die entgegengesetzten Oberflächen des Streifens 14 gedehnt bis die physikalische Eigenschaft von ihnen einen plastischen Bereich erreicht. Durch eine solche Dehnung werden die entgegengesetzten Oberflächen des Streifens 14 ge­ glättet, wobei Verformungen 24 von ihm entfernt werden.

Der Antriebsmechanismus 12 weist eine Antriebsquelle auf, die einen elektrischen Motor 26, ein Untersetzungsgetriebe 28, das mit dem elektrischen Motor 26 verbunden ist, und einen mit dem Untersetzungsgetriebe 28 verbundenen Kraftverteilungsgetriebeme­ chanismus 30 und Kraftübertragungswellen 32, die in gleicher An­ zahl wie die Arbeitswalzen 20 und 22 vorgesehen sind, aufweist. Jede der Kraftübertragungswalzen 32 dient als ein Element einer Kraftübertragungsvorrichtung 40, die im folgenden beschrieben wird. Die verbleibenden Elemente der Kraftübertragungsvorrich­ tung 40 sind in Fig. 1 zum Vermeiden einer komplizierten Dar­ stellung weggelassen und Details von ihnen sind in Fig. 2 ge­ zeigt.

Der Kraftverteilungsgetriebemechanismus 30 weist Antriebswellen oder Kraftausgabewellen 33 (siehe Fig. 2) auf, die in gleicher Anzahl wie die Arbeitswalzen 20 und 22 vorgesehen sind, wobei jede der Kraftübertragungswellen 32 über ein Paar von Universal­ bzw. Kreuzgelenken 34 und 36, die an entgegengesetzten Enden da­ von vorgesehen sind, mit einer entsprechenden der Kraftausgabe­ wellen 33 des Kraftverteilungsgetriebemechanismus 30 bzw. einer entsprechenden der Arbeitswalzen 20 und 22 verbunden ist. Folg­ lich wird die Drehkraft des elektrischen Motors 26 über die entsprechenden Übertragungswellen (Zwischenwellen) 32 zu den Arbeitswalzen 20 und 22 übertragen. Wenn die Drehkraft des elek­ trischen Motors 26 empfangen wird, wird jede der Kraftübertra­ gungswellen 32 einer erlaubten Torsion bzw. Verdrehung um ihre axiale Achse ausgesetzt.

Aufgrund eines unerwarteten übermäßigen hohen Widerstandes (Last) zu der Drehung, die mit einer der Arbeitswalzen, mit einer der oberen Arbeitswalzen 20 in der in Fig. 1 gezeigten An­ ordnung, erzeugt wird, kann es manchmal auftreten, daß das Uni­ versalgelenk 36 an der angetriebenen Seite, das mit einem Endab­ schnitt der Arbeitswalze 20 verbunden ist, mit einer Drehkraft (Drehmoment) betrieben wird, die höher ist als das Drehmoment eines entworfenen zulässigen Lastpegels.

Mit der Kraftübertragungsvorrichtung 40 können der Bruch des Universalgelenkes 36, der durch ein Drehmoment, das auf das Universalgelenk 36 wirkt und das höher ist als der oben er­ wähnte, entworfene zulässige Lastdrehmomentpegel, bewirkt wird, und spezieller der Bruch eines kreuzförmigen Stiftes bzw. Bol­ zens des Universaldrehgelenkes 36 und Nachteile, die sich aus diesem Bruch ergeben, verhindert werden. Das heißt, daß ein mög­ licher Schaden an benachbarten Wellen von den Kraftübertragungs­ wellen an entgegengesetzten Seiten der entsprechenden Kraftübertragungswelle 32 (durch die Strichpunktlinie in Fig. 1 gezeigt), die in einer Bedingung, in der sie von der entspre­ chenden Arbeitswalze 20 getrennt ist, gedreht wird bzw. flat­ tert, der durch eine Kollision der Kraftübertragungswelle 32 mit den benachbarten Kraftübertragungswellen verursacht ist und ebenfalls an einem hydraulischen Rohr oder Rohren (nicht ge­ zeigt) in der Nähe der Kraftübertragungswelle, eine Unterbre­ chung der Walzenrichtmaschine 10, die zum Reparieren des Scha­ dens der Ausrüstung unvermeidbar ist, und ein Abfall der Effizi­ enz des Glättbetriebes des Streifens 14 durch die Unterbrechung eliminiert werden können.

Mit Bezug speziell zu Fig. 2 weist jede solche Kraftübertra­ gungsvorrichtung 40 jede der in Fig. 1 gezeigten Kraftübertra­ gungswellen und ein Paar von Universalgelenken 34 und 36, die an entgegengesetzten Enden der Kraftübertragungswelle 32 vorgesehen sind, und eine Torsionserfassungsvorrichtung 46 (Fig. 2) zum Er­ fassen einer Torsion der Kraftübertragungswelle 32 auf.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist die Kraftübertragungswelle 32 ein Paar von Wellenelementen 42 und 44 auf, die miteinander zur relativen Bewegung in einer axialen Richtung davon durch eine Nutenverbindung zum Ermöglichen einer relativen Bewegung der entsprechenden Arbeitswalze 20 oder 22 innerhalb eines erlaubten Bereiches verbunden sind. Weiter ist in der in Fig. 2 gezeigten Anordnung ein Abschnitt des Universalgelenkes 34 an der An­ triebsseite, d. h. ein gabelförmiger Abschnitt 43, integral mit einem Endabschnitt des Wellenelementes 42 gebildet und ist ein Abschnitt des Universalgelenkes 36 an der angetriebenen Seite, d. h. ein gabelförmiger Abschnitt 45, aus einem zu dem Wellenele­ ment 44 unterschiedlichen Teil gebildet und mit einem Endab­ schnitt des Wellenelementes 44 verbunden. Es kann beliebig fest­ gelegt werden, ob jedes der Wellenelemente 42 und 44 und die Ab­ schnitte (gabelförmige Abschnitte 43 und 45) der Universalge­ lenke integral miteinander oder getrennt voneinander gebildet sind. Weiterhin kann, obwohl das Wellenelement 42 an der An­ triebsseite aus einer Hohlwelle gebildet ist, aus einer massiven Welle ähnlich zu dem Wellenelement 44 an der angetriebenen Seite gebildet sein.

Mit Bezug zu Fig. 2 und 3 nun weist die Torsionserfassungsvor­ richtung 46 ein Paar von drehbaren Teilen 48 und 50, die zusam­ men mit der Kraftübertragungswelle 32 drehbar sind, und eine Er­ fassungseinrichtung auf.

Das drehbare Teil 48 weist ein Rohr 52 und ein Plattenteil 54, das mit einem Endabschnitt des Rohres 52 der angetriebenen Seite verbunden ist, auf. Das Rohr 52 umgibt koaxial einen Abschnitt des gabelförmigen Abschnittes 43 des Universal- bzw. Kreuzgelen­ kes 34, das mit dem Wellenelement 42 an der Antriebsseite ver­ bunden ist, und einen Abschnitt des Wellenelementes 42 und ist mit dem gabelförmigen Abschnitt 43 mittels einer Mehrzahl von Bolzen bzw. Schrauben 56 verbunden. Folglich kann sich das dreh­ bare Teil 48 um seine axiale Achse zusammen mit der Kraftüber­ tragungswelle 32 drehen. Das drehbare Teil 48 muß nicht mit dem gabelförmigen Abschnitt 43 in der Nähe eines Endabschnittes des Kraftübertragungsschaftes 32 verbunden sein, sondern kann alter­ nativ mit einem Endabschnitt des Kraftübertragungsabschnittes 32, d. h. einem Endabschnitt des Wellenelementes 42, verbunden sein.

Das andere drehbare Teil 50 weist ebenfalls ein Rohr 58 und ein Plattenteil 60, das mit einem Endabschnitt des Rohres 58 an der angetriebenen Seite verbunden ist, auf. Das Rohr 58 umgibt ko­ axial einen Abschnitt der Kraftübertragungswelle 32, d. h. Ab­ schnitte der Wellenelemente 43 und 44, und ist nutenförmig in Eingriff an dem einen Ende davon mit dem Wellenelement 44 der Kraftübertragungswelle 32. Der andere Endabschnitt des Rohres 58 liegt dem Universalgelenk 34 an der Antriebsseite gegenüber. Ein Lager 62 ist zwischen dem letzteren Endabschnitt des Rohres 58 und dem Wellenelement 42 vorgesehen. Folglich kann sich das drehbare Teil 50 um seine Achse zusammen mit der Kraftübertra­ gungswelle 32 drehen. Bevorzugt ist das drehbare Teil 50 zum Beispiel an einem Endabschnitt davon mit dem Wellenelement 44 derart verbunden, daß es nicht in axialer Richtung verschoben werden kann. Das drehbare Teil 50 kann alternativ mit dem gabel­ förmigen Abschnitt 45 in der Nähe des anderen Endabschnittes der Kraftübertragungswelle 32 verbunden sein. Weiterhin können die längenmäßigen Abmessungen des Rohes 52 und des Rohres 58 optio­ nal nur bestimmt werden, wenn gegenüberliegende Abschnitte 64 und 66, die im folgenden beschrieben werden, darauf entsprechend vorgesehen sind.

Wenn die Kraftübertragungswelle 32 die oben erwähnte Drehkraft empfängt und einer Torsion um ihre Achse ausgesetzt wird, werden die drehbaren Teile 48 und 50 an den Verbindungsorten davon um die Torsionswinkel gedreht. Der Torsionswinkel an der Position der angetriebenen Seite ist größer als der an der Antriebsseite. Folglich ist der Drehwinkel des drehbaren Teiles 50 größer als der Drehwinkel des drehbaren Teiles 48.

Jedes der Plattenteile 54 und 60 der drehbaren Teile 48 und 50 weist ein Paar von langgestreckten Plattenabschnitten auf, die sich in entgegengesetzten Richtungen in radialer Richtung der Kraftübertragungswelle erstrecken. Ein Paar von Sätzen von ansatzförmigen gegenüberliegenden Abschnitten 64 und 66 sind an den Enden der Plattenabschnitte der Plattenteile 54 bzw. 60 der­ art vorgesehen, daß sie sich in der axialen Richtung der Kraft­ übertragungswelle 32 erstrecken, und liegen einander gegenüber mit einer räumlichen Beziehung bzw. einer Abstandsbeziehung um die Kraftantriebswelle 32 herum.

Wenn die Kraftübertragungswelle 32 die Drehkraft empfängt und verdreht wird und die drehbaren Teile 48 und 50 in der gleichen Richtung zusammen mit den Endabschnitten der Kraftübertragungs­ welle 32 gedreht werden, wird der Abstand zwischen den gegen­ überliegenden Abschnitten 64 und 66 in jedem Satz verringert.

Einer der gegenüberliegenden Abschnitte 64 und 66 in jedem Satz, der gegenüberliegende Abschnitt 64 in dem Satz in der in Fig. 3 gezeigten Anordnung, weist einen daran montierten Sensor 68 auf und dient als ein Element der oben erwähnten Erfassungseinrich­ tung zum Messen oder Erfassen einer Annäherung des anderen ge­ genüberliegenden Abschnittes 66 daran. Jeder der Sensoren 68 ist ein Grenzschalter bzw. Endabschalter. Für die Sensoren können ein Mikroschalter, ein Näherungsschalter oder ein anderer Schal­ ter anstatt dem Grenzschalter verwendet werden.

Die zwei Grenzschalter sind elektrisch über zwei Paare von Lei­ tern 78 und 80 mit zwei Paaren von Schleifringen 74 und 76, die auf dem anderen gabelförmigen Abschnitt 70 des Universalgelenkes 34 an der Antriebsseite mit einem dazwischen vorgesehenen elek­ trischen Isolator montiert sind, verbunden. Eine Versorgungsbür­ ste und eine Abnehmerbürste (nicht gezeigt) werden in Kontakt mit den Schleifringen in jedem Paar gehalten und eine Alarmein­ richtung (nicht gezeigt), wie zum Beispiel eine Lampe oder ein Summer, die einen Ein-Zustand eines entsprechenden Schalters der Grenzschalter anzeigt, ist elektrisch mit den zwei Bürsten verbunden. Die Schleifringe 74 und 76 können alternativ an dem anderen gabelförmigen Abschnitt 82 des Universalgelenkes 36 an der angetriebenen Seite montiert werden.

Jeder der Grenzschalter stellt einen Ein-Zustand dar, wenn der entsprechende gegenüberliegende Abschnitt 66, der sich relativ zu dem entsprechenden gegenüberliegenden Abschnitt 64 nähert, einen Kontaktstift des Grenzschalters drückt.

Der gegenseitige Abstand zwischen den gegenüberliegenden Ab­ schnitten 64 und 66 in einem ersten Satz, genauer der Abstand zwischen dem gegenüberliegenden Abschnitt 66 und dem Kontakt­ stift des entsprechenden Grenzschalters, ist auf eine Größe ein­ gestellt, mit der der gegenüberliegende Abschnitt 66 den Kon­ taktstift des Grenzschalters derart drückt, daß der Grenzschal­ ter in einen Ein-Zustand gebracht wird, wenn ein Drehmoment an die Kraftübertragungswelle 32 angelegt wird, das im wesentlichen gleich zu dem zulässigen Grenzdrehmomentpegel des Universalge­ lenkes 36 ist. Wenn der Grenzschalter einen Ein-Zustand er­ reicht, wird der Betrieb der Walzenrichtmaschine 10 zeitweise gestoppt, so daß der Bruch oder Schaden des Universalgelenkes 36 verhindert werden kann, wo der Abstand in dieser Art eingestellt ist. Danach kann durch Einstellen der Drehwiderstände der Ar­ beitswalzen 20 und 22 der Walzenrichtmaschine 10, d. h. durch Einstellen der Größe der nach unten drückenden Kraft des Ar­ beitswalzensatzes 16, der Betrieb der Walzenrichtmaschine 10 wieder aufgenommen werden.

Der gegenseitige Abstand zwischen den gegenüberliegenden Ab­ schnitten 64 und 66 ist in dem anderen oder zweiten Satz auf eine solche Größe eingestellt, daß der-gegenüberliegende Ab­ schnitt 66 den Kontaktstift des Grenzschalters derart drückt, daß der Grenzschalter in einen Ein-Zustand gebracht wird, wenn ein niedrigeres Drehmoment als der zulässige Grenzdrehmomentpe­ gel des Universalgelenkes 36 an die Kraftübertragungswelle 32 angelegt wird. Wenn der Grenzschalter zwischen den gegenüberlie­ genden Abschnitten 64 und 66 in dem ersten Satz in einen Ein-Zu­ stand gebracht ist, nachdem der Grenzschalter zwischen den ge­ genüberliegenden Abschnitten 64 und 66 in dem zweiten Satz in einen Ein-Zustand gebracht ist, wird der Kontaktstift des Grenz­ schalters für den zweiten Satz weiter so gedrückt, daß der Ein- Zustand des Grenzschalters gehalten wird.

Die Anzahl der Sätze der gegenüberliegenden Abschnitte 64 und 66 können andererseits eins, drei oder mehr sein und wenn eine große Anzahl von Sätzen von gegenüberliegenden Abschnitten 64 und 66 vorgesehen sind, dann können die Ein-Zustände der Grenz­ schalter für die Sätze nacheinander derart erfaßt werden, daß eine Variation in dem an das Universaldrehgelenk 36 angelegte Drehmoment erfaßt werden kann. Weiterhin kann der Betrieb der Walzenrichtmaschine 10 in einer Bedingung verwirklicht werden, bei der das Universalgelenk 36 durch ein Drehmoment nahe an sei­ nem zulässigen Grenzdrehmomentpegel betrieben wird und folglich kann der beste Glättungseffekt erzielt werden.

Wo drei oder mehr Gruppen von gegenüberliegenden Abschnitten 64 und 66 vorgesehen sind, wird die Anzahl der langgestreckten Plattenabschnitte von jedem der Plattenteile, die sich in radi­ aler Richtung erstrecken, auf drei oder mehr eingestellt. Oder die Plattenteile können als Scheiben gebildet werden. Da die ge­ genüberliegenden Abschnitte 64 und 66 an den Plattenteilen vor­ gesehen sind, sind die gegenüberliegenden Abschnitte 64 und 66 auf einem Kreis mit einem Durchmesser, der größer ist als der äußere Durchmesser des Rohres 52 oder 58, vorgesehen. Folglich werden die Drehgrößen der Rohre 52 und 58 und somit die Größe der Torsion der Kraftübertragungswelle 32 als vergrößerte oder verstärkte Größe an den gegenüberliegenden Abschnitten 64 und 66 erfaßt.

Die gegenüberliegenden Abschnitte 64 und 66 müssen nicht auf den Plattenteilen vorgesehen sein, sondern können an den Endab­ schnitten der Rohre 52 bzw. 58 vorgesehen sein. Oder die gegen­ überliegenden Abschnitte 64 und 66 können andererseits an den Enden der trompetenförmigen Rohrabschnitte, die an den Endab­ schnitten der Rohre 52 und 58 derart vorgesehen sind, daß jeder der Rohrabschnitte einen vergrößerten Durchmesser zu dem anderen Rohrabschnitt aufweist. Da die Enden der Rohre oder der Rohrab­ schnitte einen größeren äußeren Durchmesser als der äußere Durchmesser der Kraftübertragungswelle 32 aufweisen, kann in diesen Umständen eine Größe einer Torsion der Kraftübertragungs­ welle 32 ebenfalls als eine verlängerte oder verstärkte Größe herausgezogen werden.

Der Endabschnitt des Rohres 58 der angetriebenen Seite kann an der Kraftübertragungswelle 32 befestigt sein oder kann speziel­ ler an einem Endabschnitt des Wellenelementes 42, wie in Fig. 4 gezeigt ist, befestigt sein. Der Endabschnitt des Wellenelemen­ tes 42 ist in den Endabschnitt des Rohres 58 eingepaßt. Der Endabschnitt des Rohres 58 kann mit dem Endabschnitt des Wellen­ elementes 42 mittels einer Mehrzahl von Bolzen oder Schrauben 84 befestigt sein. Das Bezugszeichen 86 bezeichnet eine Feder, die derart vorgesehen ist, daß eine relative Drehbewegung zwischen dem Endabschnitt des Rohres 58 und dem Wellenelement 42 verhin­ dert wird.

Während die Kraftübertragungsvorrichtung oben in Verbindung mit einem Beispiel einer Anwendung davon auf den Antriebsmechanismus für die Walzenrichtmaschine 10 beschrieben wurde, können die Kraftübertragungsvorrichtung oder die Torsionserfassungsvorrich­ tung für eine Kraftübertragungswelle für verschiedene andere als der oben beschriebene Antriebsmechanismus für die Walzenrichtma­ schine Mechanismen angewendet werden. Als ein anderes Beispiel einer Anwendung kann die Kraftübertragungsvorrichtung oder die Torsionserfassungsvorrichtung zum Beispiel auf einen Antriebsme­ chanismus für ein Walzwerk angewendet werden.

Claims (8)

1. Kraftübertragungsvorrichtung mit
einer Kraftübertragungswelle (32) mit einem Paar von Universal­ gelenken (34, 36), die an entgegengesetzten Enden davon vorgese­ hen sind, und
einer Torsionserfassungsvorrichtung (46) zum Erfassen einer Tor­ sion der Kraftübertragungswelle (32),
wobei die Torsionserfassungsvorrichtung (46) ein Paar drehbarer Teile (48, 50), die an der Kraftübertra­ gungswelle (32) montiert sind, zum Drehen zusammen mit der Kraftübertragungswelle (32) und eine Erfassungseinrichtung auf­ weist,
wobei die drehbaren Teile (48, 50) zumindest ein Paar von gegen­ überliegenden Abschnitten (64, 66), die einander in einer räum­ lichen Beziehung um die Kraftübertragungswelle (32) herum gegen­ überliegen,
wobei die Erfassungseinrichtung einen Sensor (68), der an einem der gegenüberliegenden Abschnitte (64, 66) der drehbaren Teile (48, 50) montiert ist, zum Erfassen einer Annäherung des anderen gegenüberliegenden Teiles (66) zu dem einen gegenüberliegenden Teil (64) aufweist.

2. Torsionserfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Torsion einer Kraftübertragungswelle (32), die ein Paar von Universalge­ lenken (34, 36), die an gegenüberliegenden Enden davon vorgese­ hen sind, aufweist, mit
einem Paar von drehbaren Teilen (48, 50), die an der Kraftüber­ tragungswelle (32) montiert sind, zum Drehen zusammen mit der Kraftübertragungswelle (32) und
einer Erfassungseinrichtung,
wobei die drehbaren Teile (48, 50) zumindest ein Paar von gegen­ überliegenden Abschnitten (64, 66), die einander in einer räum­ lichen Beziehung um die Kraftübertragungswelle (32) herum gegen­ überliegen,
wobei die Erfassungseinrichtung einen Sensor (68), der an einem der gegenüberliegenden Abschnitte (64, 66) der drehbaren Teile (48, 50) montiert ist, zum Erfassen einer Annäherung des anderen gegenüberliegenden Teiles (66) zu dem einen gegenüberliegenden Teil (64) aufweist.

3. Torsionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die drehbaren Teile (48, 50) eine Mehrzahl von Sätzen von gegenüberliegenden Abschnitten (64, 66), die voneinander um verschiedene Abstände zwischen den Sätzen entfernt sind, aufwei­ sen.

4. Torsionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die drehbaren Teile (48, 50) aus Rohren (52, 58) gebil­ det sind, die koaxial die Kraftübertragungswelle (32) umgeben, wobei die gegenüberliegenden Abschnitte (64, 66) an den Endab­ schnitten der Rohre (52, 58) vorgesehen sind.

5. Torsionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der jedes der drehbaren Teile (48, 50) aus einem Rohr (52, 58), das die Kraftübertragungswelle (32) koaxial umgibt, und einem Plattenteil (54, 60), das sich in radialer Richtung von dem Rohr (52, 58) erstreckt, gebildet ist, und wobei die gegen­ überliegenden Abschnitte (64, 66) an Endabschnitten der Platten­ teile (54, 60) vorgesehen sind.

6. Torsionserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der der Sensor (68) ein Grenzschalter ist und die Erfas­ sungseinrichtung weiter ein Paar von Schleifringen (74, 76), die an einem oder in der Nähe eines Endabschnittes der Kraftübertragungswelle (32) mon­ tiert sind und die elektrisch mit dem Grenzschalter verbunden sind, zum Drehen zusammen mit der Kraftübertragungswelle (32) und eine Versorgungsbürste und eine Abnehmerbürste, die einzeln in Kontakt mit dem Schleifring (74, 76) gehalten sind, aufweist.

7. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der eines der Universalgelenke (34, 36) mit einer Antriebs­ quelle (26, 28) verbunden ist und das andere Universalgelenk (36) mit einer Arbeitswalze (20, 22) einer Walzenrichtmaschine (10) verbunden ist.

8. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der eines der Universalgelenke (34, 36) mit einer Antriebs­ quelle (26, 28) verbunden ist und das andere Universalgelenk (36) mit einer Arbeitswalze (20, 22) eines Walzwerkes verbunden ist.